JP2018176195A - Side guide member for hot-rolling factory - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a side guide member for hot-rolling factories equipped with a cladding-by-welding layer excellent in matrix hardness, abrasion resistance and crack resistance on the surface of a substrate.SOLUTION: There is provided a side guide member for hot-rolling factories in which a cladding-by-welding layer having a metal matrix in which Cr, Mo, V, Si, Co and Nb solid-solve in an Fe group, a first carbide, a second carbide with inevitable impurities is formed on a surface. In the side guide member, the area ratio of the first carbide to the cladding-by-welding layer is 0.3% or more but 1.5% or less, and the second carbide comprises an added NbC having a grain size of more than 50 μm and a deposited NbC having the grain size of 50 μm or less. The area ratio of the second carbide to the above layer is 25% or more; that of the added NbC to the layer is 16% or more; and that of the deposited NbC to the layer is 1.0% or more. Besides, the sum of the area ratios of the deposited NbC and the first carbide to the layer is 8.0% or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、耐摩耗性及び耐割れ性に優れた肉盛溶接層を基材表面に備えた熱延工場サイドガイド部材に関する。   The present invention relates to a hot-rolling mill side guide member provided with a buildup weld layer excellent in wear resistance and crack resistance on the surface of a base material.

熱延工場で使用されるサイドガイドライナー及びサイドガイドローラーは、鋼帯を巻取る際に鋼板が正しい巻き取り位置からずれないよう熱間圧延後の鋼帯に幅方向から圧力をかける。この時、鋼帯は高速度でサイドガイドライナー及びサイドガイドローラーと接触するため、サイドガイドライナー及びサイドガイドローラーは激しい摩耗環境に晒される。そのため、サイドガイドライナー及びサイドガイドローラーには、高い耐摩耗性が求められる。   The side guide liners and side guide rollers used in the hot rolling plant apply pressure from the width direction to the steel strip after hot rolling so that the steel plate does not deviate from the correct winding position when winding the steel strip. At this time, since the steel strip contacts with the side guide liner and the side guide roller at high speed, the side guide liner and the side guide roller are exposed to the severe wear environment. Therefore, high abrasion resistance is required for the side guide liners and the side guide rollers.

また、サイドガイドライナー及びサイドガイドローラーは、温度変化の激しい環境下で使用されるため、熱疲労により肉盛溶接層の表層から亀裂が進展し、この亀裂部分を起点として欠落する場合がある。   In addition, since the side guide liner and the side guide roller are used under an environment where temperature changes rapidly, cracks may develop from the surface layer of the weld overlay due to thermal fatigue and may be missed starting from this crack portion.

上記の問題を解決する方法として、種々の特許文献が開示されている。特許文献1には、溶着鋼金属の基本成分組成がC:0.5〜1.5%、Si:0.2〜2.0%、Mn:0.3〜6.0%、Cr:0.3〜10.0%、Co:0.3〜10.0%、残部Feからなり、さらにV、Ni、Mo、W、Al、Cuから選んだ1種または2種以上を含む硬化肉盛用溶接材料が開示されている。   Various patent documents have been disclosed as methods for solving the above problems. In Patent Document 1, the basic composition of the deposited steel metal is C: 0.5 to 1.5%, Si: 0.2 to 2.0%, Mn: 0.3 to 6.0%, Cr: 0 .3 to 10.0%, Co: 0.3 to 10.0%, the balance Fe, and further, one or more selected from V, Ni, Mo, W, Al, and Cu. A welding material is disclosed.

しかしながら、特許文献1に記載の硬化肉盛用溶接材料をサイドガイドライナーに溶接しても、十分な耐摩耗性が得られない。また、耐摩耗性向上の目的のため、Crの炭化物を析出させることが開示されているが、このCr炭化物は粒界に線状に析出するため、割れ感受性を高め、溶着鋼が割れを起点として欠落するおそれがある。   However, even if the hardfacing weld material described in Patent Document 1 is welded to the side guide liner, sufficient wear resistance can not be obtained. In addition, although it is disclosed to precipitate carbide of Cr for the purpose of improving wear resistance, since this Cr carbide precipitates linearly at grain boundaries, the cracking sensitivity is enhanced and the welding steel starts cracking. There is a risk of missing.

特許文献2には、NbC粉末、VC粉末、TiC粉末のうち少なくとも一種以上を含む混合粉末をマトリクス中に分散させた肉盛溶接層が開示されている。しかしながら、肉盛溶接層のマトリクスの主成分はAlであり、Alをマトリクスとした場合には十分な硬度を得ることができないため、結果的に十分な耐摩耗性が得られない。   Patent Document 2 discloses a build-up weld layer in which a mixed powder containing at least one or more of NbC powder, VC powder, and TiC powder is dispersed in a matrix. However, the main component of the matrix of the weld overlay welding layer is Al, and when Al is used as the matrix, sufficient hardness can not be obtained, and as a result, sufficient wear resistance can not be obtained.

特許文献3には、C:0.05〜0.12%、Si:0.2〜0.8%、Mn:0.5〜1.5%、Cr:1.0〜5.0%、Mo:0.1〜2.0%を含有し、さらにNi:0.5〜3.0%、V:0.1〜1.0%、Co:0.5〜3.0%、W:0.1〜1.0%のうち一種以上を含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなる肉盛溶接材料が開示されている。   In Patent Document 3, C: 0.05 to 0.12%, Si: 0.2 to 0.8%, Mn: 0.5 to 1.5%, Cr: 1.0 to 5.0%, Mo: containing 0.1 to 2.0%, Ni: 0.5 to 3.0%, V: 0.1 to 1.0%, Co: 0.5 to 3.0%, W: A build-up welding material is disclosed which contains one or more of 0.1 to 1.0% and the balance is Fe and unavoidable impurities.

しかしながら、表記材料はサブマージアーク溶接による溶接方法であり、サブマージアーク溶接では溶け込みが深いため所定の溶着鋼成分を得るのが難しく、また炭化物を分散させることができない。微細炭化物を分散させて耐摩耗性を向上させることは示されているが、析出させた微細な炭化物のみでは十分な耐摩耗性を得ることは難しい。   However, the marking material is a welding method by submerged arc welding, and in submerged arc welding, it is difficult to obtain a predetermined welded steel component because penetration is deep, and carbides can not be dispersed. Although it has been shown that fine carbides are dispersed to improve wear resistance, it is difficult to obtain sufficient wear resistance only with the precipitated fine carbides.

特許文献4では、C:0.5〜3.0%、Si:0.2〜2.0%、Mn:0.2〜2.0%、V:0.5〜10.0%、Cr:3.0〜10.0%、を含有し、さらにMo:2.0〜10.0%及びW:2.0〜10.0%のいずれか一方又は双方を有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる連続鋳掛け方を開示している。しかしながら、この方法では、圧延用複合ロールを安価に再生することが可能であるが、曲がりや窪み及び酸化により一様な厚みを得ることができない。また、鋳造応力の除去のため高温度での熱処理を必要とし、さらにショアー硬さを70〜100とするために500℃以上600℃以下で1回もしくは2回以上の焼戻しを行なわなければならないなど、多数の工程を必要とする。   In Patent Document 4, C: 0.5 to 3.0%, Si: 0.2 to 2.0%, Mn: 0.2 to 2.0%, V: 0.5 to 10.0%, Cr : 3.0 to 10.0%, and further Mo: 2.0 to 10.0% and W: 2.0 to 10.0% or both, and the balance is Fe and It discloses a continuous casting method comprising unavoidable impurities. However, in this method, although it is possible to regenerate the rolling composite roll at low cost, it is not possible to obtain a uniform thickness due to bending, dents and oxidation. In addition, heat treatment at a high temperature is required to remove casting stress, and tempering must be performed once or twice at 500 ° C. or more and 600 ° C. or less to make the Shore hardness 70 to 100, etc. , Requires a large number of steps.

特許文献5では、ハステロイ系合金に平均粒径が45μm未満のニオブ炭化物の粉末を分散添加した材料を開示している。ニオブ炭化物の分散により、耐摩耗性が向上することは想定されるが、マトリクス金属がハステロイ系合金であり十分な硬度を有していない事よりマトリクスが優先的に摩耗してしまうことが考えられる。また、粒径が45μm未満のニオブ炭化物のみでは、摩耗相手材と接触するマトリクス面積率が大きく、45μm以上の粒径のニオブ炭化物を分散添加させなければ十分な耐摩耗性を得ることができない。   Patent Document 5 discloses a material in which a powder of niobium carbide having an average particle diameter of less than 45 μm is dispersedly added to a Hastelloy-based alloy. Dispersion of niobium carbide is expected to improve wear resistance, but it is considered that the matrix is preferentially worn away because the matrix metal is a Hastelloy alloy and does not have sufficient hardness. . In addition, only niobium carbides having a particle diameter of less than 45 μm have a large matrix area ratio in contact with the wear partner material, and sufficient dispersion resistance can not be obtained without dispersing and adding niobium carbides having a particle diameter of 45 μm or more.

特開平6−15481号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 6-15481 特開昭58−179569号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-179569 特開2004−82201号公報JP 2004-82201 A 特開2012−110968号公報JP 2012-110968 A 特開2015−224385号公報JP, 2015-224385, A

本願発明は、マトリクスの硬度、耐摩耗性及び耐割れ性に優れた肉盛溶接層を基材表面に備えた熱延工場サイドガイド部材を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a hot rolling mill side guide member provided with a buildup welding layer excellent in matrix hardness, wear resistance and crack resistance on a substrate surface.

上記課題を解決するために、本願発明に係る耐摩耗性、耐割れ性に優れた熱延工場サイドガイド部材は、(1)Fe基にCr、Mo、V、Si、Co及びNbが固溶した金属マトリクスと、前記金属マトリクス中に分散した、モリブデン炭化物、バナジウム炭化物及びクロム炭化物のうち少なくとも1種からなる第1の炭化物と、前記金属マトリクス中に分散した、ニオブ炭化物からなる第2の炭化物と、不可避的不純物と、を有する肉盛溶接層が表面に形成された熱延工場サイドガイド部材であって、前記肉盛溶接層に対する前記第1の炭化物の面積率は、0.3%以上1.5%以下であり、前記第2の炭化物は、粒径が50μm超の添加NbCと、粒径が50μm以下の析出NbCとからなり、前記肉盛溶接層に対する前記第2の炭化物の面積率は、少なくとも25%以上であり、前記肉盛溶接層に対する前記添加NbCの面積率は、少なくとも16%以上であり、前記肉盛溶接層に対する前記析出NbCの面積率は、少なくとも1.0%以上であり、前記肉盛溶接層に対する前記析出NbC及び前記第1の炭化物の面積率の総和が、8.0%以下であることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the hot-rolling factory side guide member having excellent wear resistance and cracking resistance according to the present invention comprises (1) solid solution of Cr, Mo, V, Si, Co and Nb in Fe group And a first carbide of at least one of molybdenum carbide, vanadium carbide and chromium carbide dispersed in the metal matrix, and a second carbide of niobium carbide dispersed in the metal matrix A hot-rolled mill side guide member having a weld overlay formed on the surface thereof, the area ratio of the first carbide to the weld overlay being 0.3% or more. The second carbide is 1.5% or less, and the second carbide is composed of an added NbC having a particle diameter of more than 50 μm and a precipitated NbC having a particle diameter of 50 μm or less, and the second carbide for the overlay welding layer The area ratio is at least 25% or more, the area ratio of the added NbC to the cladding layer is at least 16%, and the area ratio of the precipitated NbC to the cladding layer is at least 1.0 % Or more, and the sum of the area ratio of the precipitated NbC and the first carbide with respect to the weld overlay is 8.0% or less.

(2)上記(1)の構成において、前記金属マトリクスには、Cが固溶していてもよい。   (2) In the configuration of the above (1), C may be in solid solution in the metal matrix.

(3)上記(2)の構成において、前記肉盛溶接層に対する前記第2の炭化物の面積率は、45%以下であってもよい。   (3) In the configuration of the above (2), the area ratio of the second carbide to the weld overlay may be 45% or less.

(4)上記(3)の構成において、前記肉盛溶接層は、質量%で、C:0.5〜2.5%、Si:0.1〜1.0%、Cr:4.0〜6.0%、Mo:1.0〜2.5%、V:1.0〜2.5%、Co:0.5〜1.5%、Nb:10.0〜15.0%、残部Fe及び不可避的不純物からなる。   (4) In the configuration of the above (3), the cladding layer is, by mass%, C: 0.5 to 2.5%, Si: 0.1 to 1.0%, Cr: 4.0 to 6.0%, Mo: 1.0 to 2.5%, V: 1.0 to 2.5%, Co: 0.5 to 1.5%, Nb: 10.0 to 15.0%, the balance It consists of Fe and unavoidable impurities.

本発明によれば、マトリクスの硬度、耐摩耗性及び耐割れ性に優れた肉盛溶接層を基材表面に備えた熱延工場サイドガイド部材を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a hot-rolled mill side guide member provided with a buildup weld layer excellent in matrix hardness, wear resistance and crack resistance on the surface of a base material.

本発明は熱延工場で使用されるサイドガイド部材に適用される。サイドガイド部材には、サイドガイドライナー及びサイドガイドローラーが含まれる。サイドガイドライナーは、約1250℃まで加熱されたスラブを引き延ばして帯状の鋼(ホットコイル)を生成する熱間圧延設備に用いられ、高温状態で高速搬送されるホットコイルをガイドする機能を有している。また、サイドガイドライナーは、温度変化の激しい環境下で使用される。   The present invention is applied to a side guide member used in a hot rolling plant. The side guide members include side guide liners and side guide rollers. The side guide liner is used in a hot rolling facility that draws a slab heated to about 1250 ° C. to form a strip steel (hot coil), and has a function of guiding a hot coil conveyed at high speed in a high speed state. ing. In addition, the side guide liners are used in a rapidly changing environment.

したがって、サイドガイドライナーの表面は、優れた耐摩耗性及び耐割れ性を兼備した肉盛溶接層で保護する必要がある。同様に、サイドガイドローラーの表面も、優れた耐摩耗性及び耐割れ性を兼備した肉盛溶接層で保護する必要がある。本実施形態では、この種の肉盛溶接層として、Fe基にCr、Mo、V、Si及びNbが固溶した金属マトリクスと、金属マトリクス中に分散した、モリブデン炭化物、バナジウム炭化物及びクロム炭化物のうち少なくとも1種からなる第1の炭化物と、金属マトリクス中に分散した、ニオブ炭化物からなる第2の炭化物(以下、NbCと略す)と、不可避的不純物とからなるものを使用している。   Therefore, it is necessary to protect the surface of the side guide liner with a built-up weld layer that combines excellent wear resistance and cracking resistance. Similarly, the surface of the side guide roller also needs to be protected by a built-up weld layer that combines excellent wear resistance and cracking resistance. In this embodiment, a metal matrix in which Cr, Mo, V, Si and Nb are solid-solved in Fe base, and molybdenum carbide, vanadium carbide and chromium carbide dispersed in the metal matrix are used as a weld overlay of this kind. Among them, the first carbide of at least one type, the second carbide of niobium carbide (hereinafter abbreviated as NbC) dispersed in a metal matrix, and the inevitable impurities are used.

ここで、上述の肉盛溶接層は、質量%で、C:0.5〜2.5%、Si:0.1〜1.0%、Cr:4.0〜6.0%、Mo:1.0〜2.5%、V:1.0〜2.5%、Co:0.5〜1.5%、Nb:10.0〜15.0%、残部Fe及び不可避的不純物からなる肉盛溶接材料を溶接することによって、得られる。なお、以下の説明において、「%」は特に断らない限り「質量%」を意味するものとする。   Here, the above-mentioned build-up welding layer is mass%, C: 0.5 to 2.5%, Si: 0.1 to 1.0%, Cr: 4.0 to 6.0%, Mo: 1.0 to 2.5%, V: 1.0 to 2.5%, Co: 0.5 to 1.5%, Nb: 10.0 to 15.0%, the balance being Fe and unavoidable impurities It is obtained by welding a weld overlay material. In the following description, “%” means “mass%” unless otherwise specified.

溶接方法には、PTA溶接が用いられる。ここで、PTA溶接とは異なるサブマージアーク溶接では、溶け込みが深いため所定の溶着鋼成分を得るのが難しく、またNbCを分散させることができない。   PTA welding is used for the welding method. Here, in submerged arc welding different from PTA welding, it is difficult to obtain a predetermined welded steel component because of deep penetration, and NbC can not be dispersed.

Crは、溶着鋼である金属マトリクスに固溶しており、溶着鋼の強度を向上させる。したがって、Crは少なくとも4.0%以上添加する必要がある。ただし、多量に添加すると、炭素と結合してクロム炭化物が粒界に析出し易くなる。このクロム炭化物は、脆い組織であるため、肉盛溶接層の耐割れ性を低下させる。したがって、Crの添加量は、6.0%以下でなければならない。   Cr is in solid solution in the metal matrix which is the welding steel, and improves the strength of the welding steel. Therefore, Cr needs to be added at least 4.0% or more. However, when added in large amounts, it combines with carbon and chromium carbides tend to precipitate at grain boundaries. Since this chromium carbide has a brittle structure, it reduces the crack resistance of the weld overlay. Therefore, the addition amount of Cr should be 6.0% or less.

Moは、溶着鋼である金属マトリクスに固溶しており、溶着鋼の強度を向上させる。また、炭素と結合することでモリブデン炭化物を形成し、肉盛溶接層の耐摩耗性を向上させる。したがって、Moは少なくとも1.0%以上添加する必要がある。ただし、多量に添加すると、モリブデン炭化物が過剰に粒界に析出して、耐割れ性の低下を招く。したがって、Moの添加量は、2.5%以下でなければならない。   Mo is solid-solved in the metal matrix which is welding steel, and improves the strength of the welding steel. Further, by combining with carbon, molybdenum carbide is formed, and the wear resistance of the weld overlay is improved. Therefore, it is necessary to add Mo at least 1.0% or more. However, when added in large amounts, molybdenum carbide is excessively precipitated at grain boundaries, leading to a decrease in crack resistance. Therefore, the addition amount of Mo should be 2.5% or less.

Vは、溶着鋼である金属マトリクスに固溶しており、溶着鋼の強度を向上させる。また、炭素と結合することでバナジウム炭化物を形成し、肉盛溶接層の耐摩耗性を向上させる。したがって、Vは少なくとも1.0%以上添加する必要がある。ただし、多量に添加すると、バナジウム炭化物が過剰に粒界に析出して、耐割れ性の低下を招く。したがって、Vの添加量は、2.5%以下でなければならない。   V dissolves in the metal matrix which is the welding steel, and improves the strength of the welding steel. Further, by combining with carbon, vanadium carbide is formed to improve the wear resistance of the weld overlay. Therefore, V needs to be added at least 1.0% or more. However, when added in large amounts, vanadium carbide is excessively precipitated at grain boundaries, leading to a decrease in crack resistance. Therefore, the amount of V added should be 2.5% or less.

上述の通り、クロム炭化物、モリブデン炭化物及びバナジウム炭化物は、過剰に析出すると、耐割れ性の低下を招くため、析出量を制限する必要がある。具体的には、肉盛溶接材料に添加するCr,Mo及びVの添加量をそれぞれ6.0%以下,2.5%以下,2.5%以下に制限することによって、肉盛溶接層に対する第1の炭化物の面積率を1.5%以下に制限している。   As described above, it is necessary to limit the amount of precipitation of chromium carbide, molybdenum carbide and vanadium carbide, since excessive precipitation thereof leads to a reduction in crack resistance. Specifically, by limiting the addition amounts of Cr, Mo and V added to the weld overlay material to 6.0% or less, 2.5% or less, and 2.5% or less, respectively, for the weld overlay The area ratio of the first carbide is limited to 1.5% or less.

ここで、第1の炭化物は、クロム炭化物、モリブデン炭化物及びバナジウム炭化物の少なくとも1種からなる。これらの炭化物が全て析出する場合もあれば、一部の炭化物のみが析出する場合もあり、Cr,Mo及びVの添加量等によって左右される。   Here, the first carbide is made of at least one of chromium carbide, molybdenum carbide and vanadium carbide. In some cases, all of these carbides precipitate, or in some cases, only some of the carbides precipitate, which depends on the amounts of Cr, Mo and V added.

ただし、クロム炭化物、モリブデン炭化物及びバナジウム炭化物は耐摩耗性の向上に寄与するため、肉盛溶接層に対する第1の炭化物の面積率は0.3%以上にする必要がある。   However, since chromium carbide, molybdenum carbide and vanadium carbide contribute to the improvement of the wear resistance, the area ratio of the first carbide to the weld overlay should be 0.3% or more.

Coは溶着鋼の伸び、絞り、耐食性、靭性、及び硬度を向上させる事に寄与するが、多量の添加により耐熱亀裂性が低下する。したがって、添加量範囲を0.5〜1.5%とした。   Co contributes to the improvement of the elongation, squeeze, corrosion resistance, toughness and hardness of the deposited steel, but the addition of a large amount reduces the thermal crack resistance. Therefore, the addition amount range is set to 0.5 to 1.5%.

Siは耐腐食性を向上させる目的があるが、多量の添加により肉盛溶接層に高温割れが発生するため、添加量範囲を0.1〜1.0%とした。   Although Si has the purpose of improving corrosion resistance, since a high temperature crack occurs in the weld overlay due to the addition of a large amount, the addition amount range is made 0.1 to 1.0%.

肉盛溶接材料には、Nbが10.0〜15.0%含まれているが、単体金属の状態で含まれているものと、炭化物の状態で含まれているものとがある。すなわち、肉盛溶接材料には、Nbからなる単体金属と、NbCからなる炭化物とが含まれている。肉盛溶接材料を溶接した際に、単体金属としてのNbの一部は溶着鋼である金属マトリクスに固溶し、溶着鋼の強度向上に寄与する。また、残部のNbは溶接時の熱を受熱することによって金属マトリクス中のCと化合反応を起こし、NbCとして析出する。   The buildup welding materials contain 10.0 to 15.0% of Nb, and there are two types of Nb contained in the state of single metal and in the state of carbide. That is, the overlay welding material contains a single metal made of Nb and a carbide made of NbC. When welding a build-up welding material, a part of Nb as a single metal dissolves in a metal matrix which is a welding steel and contributes to the improvement of the strength of the welding steel. Further, the remaining Nb receives a heat at the time of welding to cause a compound reaction with C in the metal matrix, and precipitates as NbC.

一方、肉盛溶接材料に含まれるNbCは、そのままの状態で金属マトリクス中に分散する。以下の説明において、溶接時に析出したNbCを析出NbCと定義し、溶接前の肉盛溶接材料に含まれるNbCを添加NbCと定義するものとする。   On the other hand, NbC contained in the overlay welding material is dispersed in the metal matrix as it is. In the following description, NbC deposited at the time of welding is defined as deposited NbC, and NbC contained in the build-up welding material before welding is defined as added NbC.

つまり、金属マトリクス中には、発生由来の異なる添加NbCと析出NbCとが分散しており、これらの添加NbC及び析出NbCによって肉盛溶接層の耐摩耗性が飛躍的に高められる。   That is, in the metal matrix, different added NbC and precipitated NbC derived from generation are dispersed, and the wear resistance of the weld overlay is dramatically improved by these added NbC and precipitated NbC.

肉盛溶接層に対するNbCの面積率は、25%以上であり、好ましくは30%以上である。面積率の測定は、肉盛溶接層の表面を鏡面研磨した後、走査型電子顕微鏡によって観察した結果から画像解析によって面積率を求めることができる。   The area ratio of NbC to the weld overlay is 25% or more, preferably 30% or more. The area ratio can be determined by image analysis from the result of observation with a scanning electron microscope after mirror polishing the surface of the weld overlay.

NbCの面積率が25%未満になると、肉盛溶接層の耐摩耗性が十分でなくなる。ここで、NbCの面積率を25%以上に高めるだけでなく、添加NbC及び析出NbCの双方によって肉盛溶接層に含まれるNbCを構成することが重要である。肉盛溶接材料に含まれるNbのうち単体金属の割合が過度に高くなると、マトリクス中の炭素と結合して析出NbCが多量に生成され、マトリクスの硬度が大幅に低下する。   When the area ratio of NbC is less than 25%, the wear resistance of the weld overlay is not sufficient. Here, it is important not only to increase the area ratio of NbC to 25% or more, but also to form NbC contained in the weld overlay by both added NbC and precipitated NbC. When the ratio of a single metal to the Nb contained in the weld overlay material becomes excessively high, it combines with carbon in the matrix to form a large amount of precipitated NbC, and the hardness of the matrix is significantly reduced.

一方、肉盛溶接材料に含まれるNbのうち添加NbCの割合が過度に高くなると、Cr、Mo及びVの炭化物が粒界等に析出して、金属マトリクスの耐割れ性が著しく低下する。つまり、肉盛溶接材料に単体金属としてのNbを含有させておくことで、肉盛溶接材料中の炭素はNbと優先的に反応してNbCを形成するため、Cr、Mo及びVの炭化物が粒界等に析出し難くなる。   On the other hand, when the ratio of added NbC to Nb contained in the weld overlay material becomes excessively high, carbides of Cr, Mo and V precipitate at grain boundaries and the like, and the cracking resistance of the metal matrix is significantly reduced. That is, when Nb as a single metal is contained in the weld overlay material, carbon in the weld overlay material reacts preferentially with Nb to form NbC, so carbides of Cr, Mo and V It becomes difficult to precipitate in grain boundaries and the like.

要するに、析出NbCは、第1の炭化物が粒界に溶出するのを抑制するために必要であり、添加NbCは、過度に析出NbCが増加することによるマトリクスの硬度低下を抑制するために必要である。本発明では、発生メカニズムが異なる二つのNbCを用いることによって、耐割れ性及び耐摩耗性を兼備させている。   In short, precipitation NbC is necessary to suppress the elution of the first carbides at grain boundaries, and added NbC is necessary to suppress the decrease in hardness of the matrix due to excessive precipitation NbC. is there. In the present invention, by using two NbCs having different generation mechanisms, both crack resistance and wear resistance are provided.

以上の理由から、肉盛溶接層に対する添加NbCの面積率は、少なくとも16%以上必要であり、析出NbCの面積率は、少なくとも1.0%以上必要である。析出NbCの粒径は50μm以下であり、添加NbCの粒径は50μm超である。   From the above reasons, the area ratio of added NbC to the weld overlay should be at least 16% or more, and the area ratio of precipitated NbC should be at least 1.0% or more. The particle size of precipitated NbC is 50 μm or less, and the particle size of added NbC is more than 50 μm.

析出NbCは、溶接時の熱を受熱した際に短時間で析出するため、粒径が添加NbCよりも小さくなる。析出NbCの粒径を50μm以下にするためには、肉盛溶接材料に含まれる単体金属としてのNbの粒径を45μm〜250μmに設定しておくことが好ましい。   Since the precipitated NbC precipitates in a short time when receiving heat during welding, the particle size is smaller than that of the added NbC. In order to set the particle size of precipitated NbC to 50 μm or less, it is preferable to set the particle size of Nb as a single metal contained in the buildup welding material to 45 μm to 250 μm.

NbCの面積率の上限値については特に限定しないが、好ましくは、45%以下である。NbCの面積率を45%超に高めると、金属マトリクス中に固溶しているCが減少して、硬さ低下を招く。好ましくは、肉盛溶接材料に含まれるCの含有量を2.5%以下に制限することにより、第1の炭化物が過度に析出することを抑制できる。   The upper limit value of the area ratio of NbC is not particularly limited, but preferably 45% or less. When the area ratio of NbC is increased to more than 45%, C dissolved in the metal matrix is reduced to cause a decrease in hardness. Preferably, excessive deposition of the first carbide can be suppressed by limiting the content of C contained in the weld overlay material to 2.5% or less.

一方、Cの添加量が少なすぎると、析出NbCが少なくなり、耐摩耗性が得られなくなる。また、クロム炭化物、モリブデン炭化物及びバナジウム炭化物も耐摩耗性の向上に寄与するため、耐割れ性の低下を招かないように、析出させる必要がある。   On the other hand, when the amount of C added is too small, the precipitated NbC decreases, and the wear resistance can not be obtained. Further, chromium carbide, molybdenum carbide and vanadium carbide also contribute to the improvement of the wear resistance, and therefore, it is necessary to precipitate them so as not to cause a decrease in the crack resistance.

よって、Cの含有量は、好ましくは0.5%以上である。Cの含有量を0.5%以上に設定することで、クロム炭化物、モリブデン炭化物及びバナジウム炭化物のうち少なくとも1種からなる第1の炭化物の肉盛溶接層に対する面積率が0.3%以上に高められる。   Therefore, the content of C is preferably 0.5% or more. By setting the content of C to 0.5% or more, the area ratio of the first carbide consisting of at least one of chromium carbide, molybdenum carbide and vanadium carbide to the weld overlay of 0.3% or more Be enhanced.

肉盛溶接層に対する第1の炭化物の面積率及び析出NbCの面積率の総和(以下、総和面積率という)は、8.0%以下でなければならない。総和面積率が8.0%を超過すると、マトリクス中の炭素が過度に少なくなり、マトリクスの硬度が下がる。   The sum of the area ratio of the first carbide to the weld overlay and the area ratio of the precipitated NbC (hereinafter referred to as the total area ratio) should be 8.0% or less. When the total area ratio exceeds 8.0%, carbon in the matrix is excessively reduced and the hardness of the matrix is reduced.

次に、実施例を示して、本発明についてより具体的に説明する。表1のNo1〜No16に示す組成の肉盛溶接材料をテストピースの上に肉盛溶接して、耐割れ性、耐摩耗性及びマトリクスの硬度を評価した。溶接方法には、PTA溶接を用いた。   Next, the present invention will be more specifically described by way of examples. Overlay welding materials having the compositions shown in No. 1 to No. 16 in Table 1 were overlay-welded on the test piece to evaluate crack resistance, wear resistance, and matrix hardness. As a welding method, PTA welding was used.

(耐摩耗性試験について)
テストピースを250℃に加熱して固定し、荷重5kgをかけた硬質相手材を上方向から押し当てた状態で30回往復させる。この時の摩耗深さを測定する事により耐摩耗性を評価した。この時の摩耗深さが30μm以下の場合には、耐摩耗性が大変良好であるとして「very good」で評価した。摩耗深さが31〜60μmの場合には、耐摩耗性が概ね良好であるとして「good」で評価した。摩耗深さが61μm以上の場合には、耐摩耗性が不良であるとして「poor」で評価した。
(Abrasion resistance test)
The test piece is heated to 250 ° C. and fixed, and it is reciprocated 30 times with a hard mating material applied with a load of 5 kg pressed from above. The wear resistance was evaluated by measuring the wear depth at this time. When the wear depth at this time was 30 μm or less, the wear resistance was evaluated as “very good” as being very good. When the wear depth was 31 to 60 μm, the wear resistance was evaluated as "good" as being generally good. When the wear depth was 61 μm or more, the wear resistance was evaluated as "poor" as being poor.

(耐割れ性試験について)
テストピースを電気炉で30min保持して加熱し、そこから水中に浸して急冷させた。電気炉温度は500℃、600℃、650℃で実施し、同じテストピースを低温度域側から10回ずつ、電気炉加熱と急冷を繰り返した。
(About crack resistance test)
The test piece was heated for 30 minutes in an electric furnace, and then immersed in water for quenching. The electric furnace temperature was carried out at 500 ° C., 600 ° C. and 650 ° C. Electric furnace heating and quenching were repeated 10 times each from the low temperature region side of the same test piece.

試験後、PT検査(浸透探傷検査)により割れの有無を調査し、500℃×10回及び600℃×10回終了時点で割れが発生しなかったものは耐割れ性が大変良好であるとして「very good」で評価した。500℃×10回では割れが発生しなかったが、600℃の温度域で割れが発生した場合は、耐割れ性が概ね良好であるとして「good」で評価した。500℃の温度域で割れが発生した場合は、耐割れ性が不良であるとして「poor」で評価した。なお、PT検査(浸透探傷検査)とは、非破壊検査法の一種であり、表面に開口した傷に浸透液を塗布して浸透させ、浸透した浸透液を表面に吸い上げることで傷を拡大して見つけやすくする検査である。   After the test, PT inspection (penetration flaw inspection) investigated the presence or absence of the crack, and those which did not generate the crack at the time of 500 ° C × 10 times and 600 ° C × 10 times finish had a very good resistance to cracking. Very good. Although cracking did not occur at 500 ° C. × 10 times, when cracking occurred at a temperature range of 600 ° C., the cracking resistance was evaluated as “good” as being generally good. When cracking occurred in a temperature range of 500 ° C., the cracking resistance was evaluated as “poor” as being poor. In addition, PT inspection (penetration flaw inspection) is a kind of nondestructive inspection method, a penetrant is applied to a wound opened on the surface to make it penetrate, and the wound is absorbed by the permeated liquid to enlarge the wound. Test to make it easy to find

(マトリクス硬度について)
マトリクス硬度については、マイクロビッカース硬度計(荷重:0.3kg)を用いて10点測定し、その平均硬度を算出した結果、ビッカース硬さHvが600以上の場合はマトリクス硬度が大変良好であるとして「very good」で評価した。ビッカース硬さHvが500〜599の場合は、マトリクス硬度が概ね良好であるとして「good」で評価した。
(About matrix hardness)
The matrix hardness is measured at 10 points using a micro Vickers hardness tester (load: 0.3 kg) and the average hardness is calculated. As a result, when the Vickers hardness Hv is 600 or more, the matrix hardness is very good. It evaluated by "very good." When the Vickers hardness Hv was 500 to 599, the matrix hardness was evaluated as "good" as generally good.

ビッカース硬さHvが499以下の場合には、マトリクス硬度が不良であるとして「poor」で評価した。なお、マイクロビッカース硬度計とは、正四角錐のダイヤモンド圧子を試料(試験片)の表面に押し込み、その試験力を解除した後、表面に残ったくぼみの対角線長さを測定し、得られた対角線長さから求められるくぼみ表面積と前記試験力とを用いて、ビッカース硬さを算出する装置である。   When the Vickers hardness Hv was 499 or less, the matrix hardness was evaluated as "poor" as being poor. The micro Vickers hardness tester means that a square indenter diamond indenter is pushed into the surface of the sample (test piece) and the test force is released, and then the diagonal length of the depression left on the surface is measured, and the obtained diagonal It is an apparatus which calculates Vickers hardness using the hollow surface area calculated | required from length, and the said test force.

耐割れ性、耐摩耗性及びマトリクスの硬度のうち少なくとも一つの評価が「poor」である場合には、不良であるとして、総合評価を「poor」とした。耐割れ性、耐摩耗性及びマトリクスの硬度のうち少なくとも一つの評価が「good」で、かつ、「poor」の評価がない場合には、概ね良好として総合評価を「good」とした。耐割れ性、耐摩耗性及びマトリクスの硬度の評価が全て「very good」である場合には、大変良好として総合評価を「very good」とした。   If at least one of the crack resistance, the wear resistance, and the hardness of the matrix is evaluated as "poor", the overall evaluation is "poor" as "poor". In the case where the evaluation of at least one of the crack resistance, the abrasion resistance and the hardness of the matrix is "good" and the evaluation of "poor" is not given, the overall evaluation is regarded as "good". When the evaluations of the crack resistance, the abrasion resistance and the hardness of the matrix were all "very good", the overall evaluation was made "very good" as being very good.

試料No.1では、析出NbCの面積率が1.0%未満で、第1の炭化物の面積率が1.5%超であり、第1の炭化物が過度に析出したため、耐割れ性の評価が「poor」になった。また、析出NbC及び第1の炭化物の総和面積率が、上限である8%に非常に近い値になったため、マトリクス硬度の評価が「good」になった。試料No.2では、析出NbCによってマトリクス中のCが多量に奪われて、第1の炭化物の面積率が0.3%未満に低下したため、耐摩耗性の評価が「poor」になった。また、試料No.2では、析出NbC及び第1の炭化物の総和面積率が8%超であるため、マトリクス硬度の評価が「poor」になった。   Sample No. In No. 1, the area ratio of precipitated NbC is less than 1.0%, the area ratio of the first carbide is more than 1.5%, and the first carbide is excessively precipitated, so that the evaluation of the crack resistance is “poor "Became. In addition, since the total area ratio of the precipitated NbC and the first carbide was very close to the upper limit of 8%, the evaluation of the matrix hardness was "good". Sample No. In No. 2, the C in the matrix was largely deprived by the precipitated NbC, and the area ratio of the first carbide decreased to less than 0.3%, so the evaluation of the wear resistance became "poor". Also, for sample no. In 2, since the total area ratio of the precipitated NbC and the first carbide was more than 8%, the evaluation of the matrix hardness became "poor".

試料No.3では、第2の炭化物(NbC)の面積率が25%未満であるため、耐摩耗性の評価が「poor」であった。試料No.4では、析出NbC及び第1の炭化物の総和面積率が8%超で、添加NbCの面積率16%未満であるから、マトリクス硬度の評価が「poor」であった。また、試料No.4では、第1の炭化物の面積率が0.3%未満であるため、耐摩耗性の評価が「poor」であった。試料No.5では、析出NbC及び第1の炭化物の総和面積率が8%超であるから、マトリクス硬度の評価が「poor」であった。   Sample No. In No. 3, since the area ratio of the second carbide (NbC) was less than 25%, the evaluation of the wear resistance was "poor". Sample No. In No. 4, since the total area ratio of precipitated NbC and the first carbide is more than 8% and the area ratio of added NbC is less than 16%, the evaluation of the matrix hardness was "poor". Also, for sample no. In No. 4, since the area ratio of the first carbide was less than 0.3%, the evaluation of wear resistance was "poor". Sample No. In No. 5, the evaluation of the matrix hardness was "poor" because the total area ratio of the precipitated NbC and the first carbide is more than 8%.

Claims (4)

Fe基にCr、Mo、V、Si、Co及びNbが固溶した金属マトリクスと、
前記金属マトリクス中に分散した、モリブデン炭化物、バナジウム炭化物及びクロム炭化物のうち少なくとも1種からなる第1の炭化物と、
前記金属マトリクス中に分散した、ニオブ炭化物からなる第2の炭化物と、
不可避的不純物と、
を有する肉盛溶接層が表面に形成された熱延工場サイドガイド部材であって、
前記肉盛溶接層に対する前記第1の炭化物の面積率は、0.3%以上1.5%以下であり、
前記第2の炭化物は、粒径が50μm超の添加NbCと、粒径が50μm以下の析出NbCとからなり、
前記肉盛溶接層に対する前記第2の炭化物の面積率は、少なくとも25%以上であり、
前記肉盛溶接層に対する前記添加NbCの面積率は、少なくとも16%以上であり、
前記肉盛溶接層に対する前記析出NbCの面積率は、少なくとも1.0%以上であり、
前記肉盛溶接層に対する前記析出NbC及び前記第1の炭化物の面積率の総和が、8.0%以下であることを特徴とする耐摩耗性、耐割れ性に優れた熱延工場サイドガイド部材。
A metal matrix in which Cr, Mo, V, Si, Co and Nb are solid-solved in Fe group,
A first carbide dispersed in the metal matrix, the first carbide comprising at least one of molybdenum carbide, vanadium carbide and chromium carbide;
A second carbide of niobium carbide dispersed in the metal matrix;
With unavoidable impurities,
A hot-rolled mill side guide member having a weld overlay formed on the surface,
The area ratio of the first carbide to the weld overlay is 0.3% or more and 1.5% or less,
The second carbide comprises an added NbC having a particle size of more than 50 μm and a precipitated NbC having a particle size of 50 μm or less,
The area ratio of the second carbide to the weld overlay is at least 25% or more,
The area ratio of the added NbC to the weld overlay is at least 16%,
The area ratio of the precipitated NbC to the weld overlay is at least 1.0% or more,
A hot-rolled mill side guide member excellent in wear resistance and cracking resistance characterized in that the sum of the area ratio of the precipitated NbC and the first carbide with respect to the weld overlay is 8.0% or less. .
前記金属マトリクスには、Cが固溶していることを特徴とする請求項1に記載の耐摩耗性、耐割れ性に優れた熱延工場サイドガイド部材。   The hot-rolled mill side guide member excellent in wear resistance and crack resistance according to claim 1, wherein C is solid-solved in the metal matrix. 前記肉盛溶接層に対する前記第2の炭化物の面積率は、45%以下であることを特徴とする請求項2に記載の耐摩耗性、耐割れ性に優れた熱延工場サイドガイド部材。   The hot-rolled mill side guide member excellent in wear resistance and crack resistance according to claim 2, wherein an area ratio of the second carbide to the build-up welded layer is 45% or less. 前記肉盛溶接層は、質量%で、
C:0.5〜2.5%、
Si:0.1〜1.0%、
Cr:4.0〜6.0%、
Mo:1.0〜2.5%、
V:1.0〜2.5%、
Co:0.5〜1.5%、
Nb:10.0〜15.0%、
残部Fe及び不可避的不純物からなることを特徴とする請求項3に記載の耐摩耗性、耐割れ性に優れた熱延工場サイドガイド部材。

The overlay welding layer is in mass%,
C: 0.5 to 2.5%,
Si: 0.1 to 1.0%,
Cr: 4.0 to 6.0%,
Mo: 1.0 to 2.5%,
V: 1.0 to 2.5%,
Co: 0.5 to 1.5%,
Nb: 10.0 to 15.0%,
The hot-rolled mill side guide member excellent in wear resistance and crack resistance according to claim 3, characterized in that it consists of the balance Fe and unavoidable impurities.

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